STEM教师自我效能感测量研究的发展脉络与未来展望*

朱 征

教师自我效能感是教师个体对其是否具有成功地完成特定情境中某项具体的教学任务所需能力的主观判断与信念[1]。它有助于教师更好地认识自我、树立信心，反思和调控自己的教学过程，使自己的学科教学知识和教学能力得到不断发展。教师自我效能感是促进教师自主发展的重要内在动力。

同样，STEM教师的自我效能感在STEM教育中发挥着关键作用。STEM教师是指从事科学、技术、工程、数学及相关学科的教育工作，并进行跨学科整合教学的专业人员[2]。本文中的STEM教师是指在中小学校从事STEM教育活动的策划、设计、组织和实施的教师，包括科学、物理、化学、生物、地理、通用技术、信息技术、综合实践活动及其他学科教师，不包括校外机构中的教师。

一、STEM教师自我效能感测量工具的开发

教师自我效能感具有依环境和特殊科目变化的特点。在教师自我效能感测量工具的开发中，不同教学情境和任务的情境特异性非常重要[3]。

（一）科学教师自我效能感测量工具

1990年，里格斯和伊诺克斯（Enochs＆Riggs）面对不同学科领域教学情境的特殊性，将其教师效能感测量问卷的内容范围限定为科学教学，调查对象为小学科学教师。他们设计的科学教学效能信念量表与班杜拉（Bandura）的自我效能感理论框架一致，保持了两个结构维度：自我效能预期和结果预期，具体分别为个人科学教学效能感预期和科学教学结果预期。个人科学教学效能感预期是教师对他们教授科学的能力的信念，与评价一个教师是否关心科学、热心参与科学活动直接关联。而科学教学结果预期是教师对学生学习能力的信念，与科学教师的教学质量有关。该问卷设计了25个题项，如：“即使我非常努力，我教的科学也不如我教的其他大多数科目。”“一些学生在科学上成绩不好一般不能归咎于他们的老师。”研究采用李克特5分量表的形式。里格斯和伊诺克斯预测那些相信学生学习会受到有效教学影响的科学教师，在课堂教学中会投入更多的关注，并展示更丰富的教学策略。具有较高科学教学自我效能感的职前教师，对自己教授科学的能力充满信心，他们相信不同的学生群体在接受有效的教学之后，都会在科学学习上取得成功[4]。之后，里格斯等人又将该量表的表述稍做改变，发展成专门用于测量小学科学职前教师的自我效能量表（STEBI-B）[5]，原量表用于测量在职小学科学教师，标注为STEBI-A。

科学教师效能信念量表（STEBI）被广泛应用于研究科学教师的自我效能感。在特定的学科内容领域，针对不同的人群，研究者们对STEBI量表也做了相应的修改。如中学教师化学教学中的自我效能感量表建立在STEBI量表基础之上，但是每个题项的结构类型、题项总数和语句的措辞都根据学科内容和研究对象做了调整[6]。这些调整反映了教师自我效能感测量工具需要具有足够的敏感度，来捕捉特定教学环境中的教师自我效能感[7]。

2000年，罗伯茨和亨森（Roberts＆Henson）在STEBI量表基础上为科学教师开发了一种特定主题的测量工具。该问卷基本上保留了STEBI量表中个人教学效能的题项，增加了科学知识效能维度，其目的是粗略评估教师的科学学科教学知识的效能，如：“我知道有效教授科学概念所需的步骤。”[8]问卷共2个维度，16个题项，采用的是李克特5分量表。

（二）数学教师自我效能感测量工具

伊诺克斯等在对科学教师效能信念量表（STEBI）进行修改后，编制了职前数学教师效能信念量表（MTEBI）。该问卷分为个人数学教学效能感预期和数学教学结果预期2个维度，其中个人数学教学效能感分量表包含13个题项，如：“即使我很努力，我也不会像大多数科目那样教好数学。”数学教学结果预期分量表包含8个题项，如：“当一个学生的数学成绩比平时好时，往往是因为老师付出了一点额外的努力。”所有题项均采用李克特5分量表形式。验证性因素分析表明，两个分量表是独立的，增加了MTEBI的结构效度[9]。

（三）技术教师自我效能感测量工具

自从技术、工程学被引入K-12阶段课程以来，教师从事K-12技术、工程教育的自我效能感很少被探讨。因为技术、工程是新的教学领域，教师从来没有在教学中接触过它，所以教师在开展技术、工程教学时必须处理与其他学科不同的内容、材料，形成不同的教学风格。而教师自我效能感与教师课堂行为直接相关，因此有必要在技术、工程学的教学背景下开发相应的测量教师自我效能感的量表。

2009年，泰奥（Teo）在一项对新加坡某教师培训学校受训教师进行的技术教学自我效能感研究中，使用了技术教师自我效能感量表（TTSE）。该量表包含5个维度，其中自我效能预期包括3个维度：基本教学技能、高级教学技能和教育技术;结果预期包含技术的传统应用和建构应用。研究发现测量模型和结构模型都具有良好的模型拟合性。该研究的结果证明教师的自我效能感对他们是否以传统的或建构主义的方式使用技术有着显著的影响[10].

（四）工程教师自我效能感测量工具

2014年，尹（Yoon）等学者在对K-12工程教育相关文献、STEM领域教师自我效能感相关测量量表的发展过程以及教师将工程整合到K-12教学中的影响等做了全面回顾分析之后，构建了K-12工程教师自我效能感量表（TESS）。根据来自19个州434名教师的数据，采用结构方程模型进行探索性和确认性因子分析，最终产生的TESS量表包含工程教学内容知识、工程参与、工程纪律自我效能预期和结果预期4个维度的23个题项，经验证具有很高的内在一致性和可靠性。TESS作为一种针对工程教学环境设计的量表，对K-12工程课程的教学有一定的参考价值，有助于提高工程预科课程的教学质量[11]。

（五）基于STEM融合理念的科学教师自我效能感测量工具

随着STEM融合理念在科学教学中的不断渗透，2015年莫布里（Mobley）编制开发了一套基于STEM融合理念的科学教师自我效能感量表（SETIS），设计了3个维度，分别是“社会因素”、“个人因素”和“材料因素”。莫布里在研究中还设置了半结构化访谈，包括“在STEM融合理念下教授科学，你认为在知识和技能层面有哪些需求？”“在STEM融合框架下的教学中，您预期会遇到哪些挑战？”等11个问题，访谈充分验证了定量问卷的结构维度[12]。

随着近几年STEM教育在我国不断兴起并成为研究热点，STEM师资问题也逐渐进入学者们的研究视野，但是国内STEM教师自我效能测量研究目前几乎没有。围绕我国STEM教师教学现状的研究，偶有涉及教师自我效能感的相关问题。例如，方旭、史妮娜邀请我国“中小学教师STEM教育群”中的284位教师参与了问卷调查，结果显示教师进行STEM教育的自我效能感还有待提升，“在我有信心完成STEM教育方面，均值仅为3.48（满分5分）”[13]。林静等学者在我国小学科学课程开展STEM教育的问题及对策研究中，关于教师自我效能感设计了两个问题，分别是：“我能够运用跨学科的概念来组织教学内容。”“我能够说出工程设计和科学探究的异同。”结果显示前一个问题有21.8%的教师认为“不符合”或“非常不符合”，而后一个问题有约34.2%的教师认为“不符合”或“非常不符合”。可见小学科学教师通常对跨学科内容理解不足，无法在不同学科知识之间建立有意义的联系，难以利用跨学科概念开展科学和工程实践活动[14]。

二、STEM教师自我效能感现状与影响因素研究

现有关于STEM教师自我效能感现状与影响因素的研究，以实证调查为主。

（一）横向研究

多数学者采用横向研究分析STEM教师自我效能感现状，并探寻可能的影响因素。某些学者侧重探寻学科知识与教师自我效能感之间的联系。李和豪斯阿尔（Lee & Houseal）在研究中指出，科学教师自我效能感的主要内部障碍是缺乏科学学科知识[15]。温萨特（Wimsatt）利用科学教师效能信念量表（STEBI）对在职小学教师的科学学科知识和自我效能感结构进行调查，结果证明教师的科学教学自我效能感与科学学科知识之间存在显著的统计学关系[16]。纳代尔森（Nadelson）等在对k-5教师的研究中也发现，教师对STEM学科知识的认识及教学效果与他们的教学自我效能感呈正相关，但与多年的教学经验无关[17]。梅农和萨德勒（Menon & Sadler）对18名参与一项职前教师自我效能感与科学学科知识变化关系研究的小学职前科学教师做了培训前后的对比，结果表明这些教师的科学自我效能感和对科学概念的理解有显著的统计学差异，科学概念理解的获得与个人科学教学效能信念的获得之间存在正相关[18]。

我国香港、台湾等地区也开展过相关研究。一项对香港STEM教师的调查显示，仅有5.53%的受访者认为自己对STEM教育“准备充分”。被调查者对学校实施STEM教育有着强烈的“信息”、“管理”和“后果”担忧。研究结果表明，迫切需要为教师提供明确的专业发展方向、教学支持和课程资源，使他们能够在实践中实施STEM教育[19]。李敏贤等学者在研究台湾教师STEM知识自我效能感时，发现男性教师在STEM知识的科学探究、技术使用、工程设计、数学思维和STEM综合知识五个方面均优于女性教师[20]。

中国教育科学研究院STEM教育研究中心于2019年开展了中国STEM教育调查，其中有关教师STEM教学信念与结果预期的考察，主要通过改进教学实践的情况、对STEM内容的了解程度、对STEM教学技能的掌握情况等方面开展。调查共收回有效教师问卷8601份，结果显示教师教学信念和结果预期总体较低，平均分3.5分（满分5分），其中教师教龄和职称都与其STEM教学信念和结果预期呈负相关，即：教龄越长，其STEM教学信念和结果预期越低；职称越高，其STEM教学信念和结果预期越低[21]。

（二）纵向研究

部分学者采用纵向研究，在教师参与某项专业发展项目前后，分别测量STEM教师的自我效能感，以探寻专业发展课程的作用。杨、安德森和伯克（Yang, Anderson & Burke）的研究表明，STEM服务学习（service-learning）课程中设计的教学策略，尤其是服务学习策略，可能是导致准教师在吸引不同学习者方面信心增强以及在科学教学方面自我效能感增强的原因[22]。西尔斯（Seals）等以参与一项为期一年、名为“城市STEM计划”的教师专业发展项目的49名教师为研究对象，进行STEM教师自我效能感影响因素的研究。研究发现，外部挑战、资源缺乏和组织环境等因素都会影响教师满足学生多样化需求的能力，从而影响教学自我效能感。同时，研究发现这项教师专业发展项目确实提高了STEM教师的自我效能感[23]。马萨克（Massic）在对小学工程教育教师的调查中也发现，教师参与为期一周的专业发展系列活动，可以显著增强其工程教学的自我效能感[24]。

三、总结与展望

教师自我效能感作为自我效能理论的一个重要应用领域，相关研究已有40多年，取得了丰富的研究成果。随着STEM教育在全球不断升温，STEM教师已经成为学术界越来越关注的群体，这一教师群体的质量、专业发展成为近年来国内外研究的热点。基于教师自我效能感在教师专业发展中的重要作用，以及与教师教学行为、教学成效以及学生学习成效和学生自我效能感之间的密切联系，STEM教师自我效能感正逐渐成为学术研究关注点。

国外学术界关于STEM教师（包含科学教师、数学教师、工程教师或技术教师）自我效能感测量工具、现状以及影响因素等研究已经取得了一定的研究成果。科学教师效能信念量表（STEBI）、数学教师效能信念量表（MTEBI）、技术教师自我效能感量表（TTSE）、工程教师自我效能感量表（TESS）、基于STEM融合理念的科学教师自我效能感量表（SETIS）等STEM教师效能感问卷不断发展并运用。这为我国STEM教师自我效能感测量提供了丰富的参考依据。

国外关于STEM教师自我效能感现状与影响因素的研究以实证调查为主。多数学者采用横向研究，既分析STEM教师自我效能感的现状，也探寻可能的影响因素；也有学者采用纵向研究，分别测量STEM教师参与某项专业发展项目前后的自我效能感，以探寻专业发展课程的作用。关于教师自我效能感的影响因素，国内外学者总体上从学校环境层面和教师个人层面展开研究。

国内关于STEM教师的研究刚刚起步，目前主要集中在对国外STEM教师培养项目和经验做法的介绍，缺少对国内STEM教师现状的调查研究以及本土化STEM教师专业发展的实证研究。国外已有的研究成果既为国内STEM教师相关研究提供了有价值的参考，也提供了进一步探索的空间和可能。

通过对国内外相关文献的研读和整理，笔者就今后我国STEM教师自我效能感研究做如下展望：

第一，STEM教师自我效能感应该有其独特的维度划分。自我效能感具有很强的情境性，不同教学任务情境下的教师个体、相同教学任务情境下的不同教师个体，其自我效能感会有较大差异。如何准确划分不同任务领域下教师个体的自我效能感维度，并且准确测量具体任务领域下个体的自我效能感，是教师自我效能感研究的发展趋势。已有的关于教师效能感的测量，因为考虑到教师自我效能感具有很强的情境性，普遍采用了基于不同教学任务领域或不同学科特点的测量问卷。然而在国内研究中，大多数量化研究直接套用了国外教师自我效能感量表，或是在具体学科测量中仅仅改变了学科名称，如把科学教师自我效能感问卷中的“科学”改成“物理”，即用来测量物理教师自我效能感，忽视了国内外文化之间的差异以及学科之间的差异，从而导致测量真实性、准确性的不足。STEM与其他传统学科的差异决定了STEM教师自我效能感应该有其独特的维度划分。国内外STEM教育发展的初衷不同，其教学目标、课程设置以及教师构成等方面存在很大的差异，国内STEM教师面临的困难与挑战与国外STEM教师也有明显的差异，因而有关STEM教师自我效能感的研究不能复制、照搬国外的研究结论及研究工具，而应对国内STEM教师自我效能感的结构维度确定、测量问卷的编制进行深入研究。

第二，STEM教师自我效能感的测量可以定量研究与质性研究相结合。自我效能感是个体对其能力的自信程度，具有很强的主观性，本身给准确测量带来较大的难度。而自我效能感具有幅度、强度和广度三个维度特征，不同的测量侧重点不同，很难做到三个维度的全面兼顾与协调。国外研究者们在STEM教师自我效能感的调查研究中，主要采用定量研究方法，相关量表不断发展。但是由于学者们对教师自我效能感概念内涵以及STEM教学的不同理解，至今没有一份学术界统一的测量问卷。另外，国外研究者们关于教师自我效能感的研究方法已经出现多元化的倾向，注重研究方法的全面性，但是在关于STEM教师自我效能感研究领域，定量研究和质性研究相结合的研究方法使用还不普遍。国内STEM教师自我效能感的测量可以采用定量研究与质性研究相结合的研究方法，运用质性研究了解STEM教师对STEM教育教学的真实想法，探析STEM教师面临的困难和挑战具体有哪些，挖掘发生在STEM教师身上的教育教学案例，利用丰富的资料对量化研究结果进行更强有力的解释。

第三，STEM教师自我效能感的影响因素需要多维分析。关于教师自我效能感的影响因素，已有的研究多关注某一个或某一类影响因素，其中国内文献更偏重于性别、年龄、学历等教师个人因素的研究，缺少对教师自我效能感可能产生影响的多维度因素的全面研究和分析。不同任务环境下的个体、统一任务环境下的不同个体的自我效能感影响因素都有所不同。根据教师自我效能感的信息源理论和研究，可以判断STEM教师自我效能感的影响因素不可能是单一的层面，需要综合多个维度的因素进行全面研究和分析。在STEM教师自我效能感影响因素的研究方法方面，已有研究主要运用量化研究的方法确定这些因素与教师自我效能感之间的关系，并基于理论对各因素具体的影响机制进行探讨，这也是目前国内外教师自我效能感研究主要的研究范式。如果要对STEM教师自我效能感进行解释性的关注，需要对各影响因素背后深层次的原因进行深入剖析。而某些影响因素并不是仅通过量化研究就能够挖掘及阐释清楚的，因此未来国内STEM教师自我效能感影响因素的研究也有必要采用量化研究与质性研究相结合的方法。